每棵西蘭花都有IP地址

陳婧

即使在麻省理工學(xué)院，媒體實(shí)驗(yàn)室也是個十分特殊的地方。在這里，他們的研究主題五花八門，卻有一個共同的主題，那就是“拓展人類”。乘電梯到達(dá)麻省理工媒體實(shí)驗(yàn)室五樓，看到的是一個未來農(nóng)場一一玻璃暖房內(nèi)種植著生菜、西蘭花、草莓、西紅柿等植物，還有LED燈、電子傳感器、噴霧水泵等設(shè)備。

今年5月，聯(lián)合國糧農(nóng)組織發(fā)表媒體通報表示，全球主要食品價格連續(xù)4個月出現(xiàn)上漲，全球的農(nóng)產(chǎn)品重回漲價周期。農(nóng)產(chǎn)品的漲價有很多理由，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的前景，在全世界范圍內(nèi)都不容樂觀。

目前的工業(yè)糧食體系要養(yǎng)活全世界72億人口，其中的36億人生活在城市，而只有區(qū)區(qū)2億人在從事糧食生產(chǎn)工作。而自然資源日漸匱乏、生物多樣性喪失、氣候變化以及城市人口的爆炸，都讓這樣的糧食體系逼近極限。

非洲是世界人口最年輕的大陸，50%的人口年齡都低于18歲，而他們中80%的人不希望成為農(nóng)民，農(nóng)業(yè)是困難的，小農(nóng)場主的生活境遇亦是如此的。在印度，農(nóng)民家庭沒有基本的公共服務(wù)，農(nóng)民無法另謀生路，自殺率相較于10年前陡增許多。日本的食物70%靠進(jìn)口，而在福島核電站泄漏事故發(fā)生后，土地和海洋受到污染，當(dāng)?shù)氐哪贻p人都去了仙臺、東京這樣的都市，而福島縣則成為了“沒有青春，沒有水，沒有土地，沒有未來”的荒村。

即便在世界最大的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家美國，“土地”離開都市人的距離也很遙遠(yuǎn)——美國的蘋果從采摘之后，到送到餐桌，平均會在倉庫里存儲14個月時間。農(nóng)業(yè)科技的發(fā)達(dá)，在倉庫充入一些特殊氣體后，讓人們可以在盛夏的六月也能吃到蘋果，但是從營養(yǎng)的角度，這個蘋果從收獲的時候就已經(jīng)死亡了。

在過去一萬年的歷史長河中，農(nóng)耕文明才有了在公元前8000年的第一批人類定居，無論是后來的工業(yè)社會的崛起，還是以生物科技主導(dǎo)的垂直農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)的變革與人類社會的進(jìn)程息息相關(guān)。

“開放農(nóng)業(yè)計劃”的創(chuàng)始人卡萊博·哈珀（Caleb Harper）從福島核電站的受災(zāi)人群中得到啟示：如何幫助福島離開土地的農(nóng)民重新開始生活？如何能讓年輕人回歸農(nóng)業(yè)？

農(nóng)業(yè)的維基百科

對哈珀來說，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植的工作，是把一件農(nóng)產(chǎn)品在收獲后，從產(chǎn)地運(yùn)往消費(fèi)者的餐桌過程，需要經(jīng)過一次次的運(yùn)輸，也產(chǎn)生了一次次的損耗。而他希望做的事情，卻是“把一個蘋果數(shù)字化，以空氣中粒子為載體進(jìn)行傳送，當(dāng)?shù)竭_(dá)目的地后，這些數(shù)字化的蘋果又重新形成蘋果”。

“我們傳遞的是食物的信息，而非食物本身。通過食物計算機(jī)、食物服務(wù)器以及食品數(shù)據(jù)中心將全球的人進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)種植信息共享，所有人都能在這里進(jìn)行信息的交換?！边@個位于麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的平臺，目標(biāo)是成為“農(nóng)業(yè)版的維基百科”。

“將所有信息公開在像維基百科這樣的平臺上，以改善全球的食物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。每個人都能下載所有的數(shù)據(jù)，并根據(jù)自身需要調(diào)整食譜進(jìn)行種植。這樣，所有人都可以成為農(nóng)民，成為食物的生產(chǎn)者?！?/p>

但要編輯這樣一本百科全書，信息的來源非常有限。如果說傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)知識可以代代相傳，那么都市農(nóng)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)就很難獲取?！岸际修r(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，完全是一條不同的路子，可以保證全年不斷的生長期。因?yàn)榭臻g限制，它往往采用垂直的設(shè)計，同時還需要特殊的光、水、土等條件。目前這方面的公共信息卻嚴(yán)重不足?！?/p>

“大多數(shù)已有的知識都被一些大型農(nóng)業(yè)公司掌控，或者由森嚴(yán)的知識產(chǎn)權(quán)法保護(hù)著，還有大批紅著眼睛想在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)里面淘金的投機(jī)分子?！惫暾J(rèn)為，“這些特別小的數(shù)據(jù)中心，沒有意識到背后還有一個體系存在。”

為突破這些障礙，哈珀開發(fā)的是一個開源的數(shù)字化農(nóng)作物成長系統(tǒng)，通過自動控制系統(tǒng)，創(chuàng)建一個可控環(huán)境以及可操縱的氣候。傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測作物的生長條件，并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法對光照、溫度、濕度、二氧化碳水平、水循環(huán)以及養(yǎng)分供給進(jìn)行微調(diào)。隨著時間的推移，所有的生長數(shù)據(jù)都會被累積，這份農(nóng)作物的“營養(yǎng)食譜”也就能通過網(wǎng)絡(luò)，不受限制地被分享到世界各地。

每一棵正在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的西蘭花，都有一個對應(yīng)的IP地址。如果這還不夠奇怪，你還可以點(diǎn)擊獲取“植物配置文件”，它告訴我們植物的理想“下載進(jìn)度”，即距離可采摘還有多少時間。這樣的智能控制，能計算何時能達(dá)到人們的營養(yǎng)需要？何時其口味達(dá)到最佳？當(dāng)澆水過多或陽光過于充足時系統(tǒng)會發(fā)出警告，就像給每棵西蘭花建立了一個Facebook網(wǎng)頁，表達(dá)自己的喜怒哀樂。

農(nóng)業(yè)維基百科的流程透明，讓農(nóng)業(yè)技術(shù)的改進(jìn)可以得到來自非農(nóng)業(yè)部門的協(xié)助一一美國航空航天局向他們提供了用于和平號太空站的霧化技術(shù)，這種技術(shù)根據(jù)植物的確切需要，來給予其水分、礦物元素和氧氣，西蘭花的生長速度提高4到5倍，在8個星期內(nèi)從種子完全長成。

相比其他都市垂直農(nóng)業(yè)的“閉源”，農(nóng)業(yè)維基百科開源的益處，還可以提高食物的安全性：“我們正處在一個轉(zhuǎn)變時期，過去我們用低廉的成本生產(chǎn)出大量的食物，而現(xiàn)在我們要把重心轉(zhuǎn)向生產(chǎn)高質(zhì)量的食物，并且希望了解這些食物。”

“我們需要知道所食用的食物有什么營養(yǎng)，以及它們是如何生產(chǎn)出來的，還有它們對我們的好處。這種食物對我的小孩來說，是不是安全的？如果他們吃了的話，會不會在10年內(nèi)得糖尿?。窟@些問題是廣大消費(fèi)者都非常關(guān)心的。農(nóng)業(yè)的革新已經(jīng)進(jìn)入營養(yǎng)學(xué)的范疇?！?/p>

擁有全世界的風(fēng)土

“風(fēng)土”這個詞在法語里有著特殊的情結(jié)，從釀酒、奶酪到蜂蜜、咖啡，它強(qiáng)調(diào)人們對自然條件的尊重，包含土壤、氣候、水質(zhì)和當(dāng)?shù)厝说氖炙嚨戎T多因素。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，“風(fēng)土”是決定性的因素：沒有得天獨(dú)厚的風(fēng)土，就沒有傾國傾城的美酒，“風(fēng)土是人類千百年來的夢想?！?/p>

在法國的勃艮第，天上只有一種氣候，地上卻有1247個像馬賽克一般的風(fēng)土地塊。這樣的地塊在近1000年中保持著同樣的名稱，同樣的特別底層土質(zhì)、特別的光照條件和特別的水文特征，結(jié)果每個地塊都有擁有獨(dú)特的微氣侯。這樣的風(fēng)土地塊產(chǎn)出的酒是獨(dú)一無二的，別的地方產(chǎn)不出也模仿不出同樣的酒來。而在中國的語境中，則有“一方水土一方茶”。

在哈珀看來，如果從“風(fēng)土”的角度去畫出一張世界地圖，那么地球上存在著巨大的差異與不平等。一些土地被上帝偏愛而特別高產(chǎn)，而另外一些則特別貧瘠，擁有一塊宜人的風(fēng)土，對很多農(nóng)民來說，遙不可及?！叭绻麣夂蚴敲裰鳎祟愐廊簧頌闅夂虻呐`?！?/p>

而在哈珀創(chuàng)造的自動化控制系統(tǒng)中，計算機(jī)不僅控制著植株本身的生長情況，還控制著整個室內(nèi)的二氧化碳、氧氣等所有氣候條件，不同的氣候條件，會產(chǎn)生比勃艮第1247個風(fēng)土地塊更復(fù)雜的“氣候食譜”，決定著植株的營養(yǎng)成分、大小、形狀、顏色等指標(biāo)。

而“開放農(nóng)業(yè)計劃”還有一項(xiàng)非常激動人心的新技術(shù)，就是更為直接地控制作物的風(fēng)味。當(dāng)你對巴西種植的咖啡豆情有獨(dú)鐘時，那么食物計算機(jī)就可以用編碼表達(dá)出巴西的氣候。在程式里，從模擬環(huán)境條件開始，限定了二氧化碳、氧氣、濕度、溫度的數(shù)值，同時也會分析出產(chǎn)地土壤里的礦物質(zhì)成分與含量、根系溫度、陽光照射角度、降雨量等，從而在純?nèi)斯さ沫h(huán)境中，模擬出特定風(fēng)土下的美味食物，“定制”出需要的味道。

而對于未來農(nóng)業(yè)，這不僅解決了農(nóng)業(yè)的數(shù)量，也提高了農(nóng)業(yè)的品質(zhì)。這改變了工業(yè)化式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，大規(guī)模耕種、卻只能生產(chǎn)單一作物的農(nóng)場。而在個人農(nóng)業(yè)計算機(jī)里，用戶可以導(dǎo)入由其他用戶創(chuàng)立、測試和完善的氣候配置，或者自己進(jìn)行模擬氣候配置，然后就可以在家里的“農(nóng)田”里收獲來自世界各地的美味時蔬。

對于那些經(jīng)過遠(yuǎn)距離運(yùn)輸才能上到餐桌的食物來說，“乾坤挪移”將更加容易。而對那些習(xí)慣了本土口味的人來說，可以更加常見地看到“蔬菜和水果移民”。在哈珀的實(shí)驗(yàn)室里，目前同時種植的有東南亞高良姜、非洲木薯、印度蓮子、加勒比海木槿、馬達(dá)加斯加香草莢和熱帶的小豆蔻。他們和每個開放城市的移民一樣，豐富多樣，色彩斑斕。

除了可以發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識更多的“移民”，用戶還可以更容易了解主廚的奧秘——那些特供米其林餐廳廚房的長勢良好的番茄，也可以“一鍵下載”，種植出相同的帶有酸甜口感的滋味。

食物計算機(jī)

按照“開放農(nóng)業(yè)計劃的”構(gòu)思，從一個種植愛好者，到成為入門成為真正的都市“農(nóng)場主”，需要投資擁有一臺真正的“個人食物計算機(jī)”。如同當(dāng)年個人電腦的風(fēng)靡，這也可能是未來的風(fēng)尚。

哈珀構(gòu)思了三種規(guī)模的食物計算機(jī)，能夠根據(jù)生產(chǎn)或者實(shí)驗(yàn)需求，控制培養(yǎng)出各種等級、各種型號的作物。個人食物計算機(jī)，如同筆記本電腦的大小，為了讓種植愛好者以及學(xué)校中的學(xué)生，對學(xué)習(xí)食物生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生興趣。

這臺個人食物計算機(jī)看起來就像一個長方形的魚缸，只不過里面并不充滿水。發(fā)出紫光的LED燈管、正在萌芽的蔬菜，都實(shí)時與互聯(lián)網(wǎng)連接。愛好者們隨時掌握自己“魚缸”內(nèi)的生長情況，還可以和其他人進(jìn)行對比和參照。這種小型環(huán)境系統(tǒng)利于開展實(shí)驗(yàn)，同時為人們對生物學(xué)、植物學(xué)、環(huán)境學(xué)、編程、工程等學(xué)科的學(xué)習(xí)提供極大的幫助。

第二等級為“食物服務(wù)器”，形似標(biāo)準(zhǔn)大小的集裝箱，這種中等型號的設(shè)計單元，會吸引跨學(xué)科的研究者，以及小型咖啡廳、餐廳以及時裝店的老板。船運(yùn)集裝箱大小的食物計算機(jī)，周圍安裝了樹脂玻璃，生長空間都配有光照、管道和成架種植的農(nóng)作物，可以讓餐館老板們在餐廳內(nèi)種植食物，并能為顧客提供最新鮮的食物。

而最大規(guī)模、最高等級的為“食物數(shù)據(jù)中心”一一這個規(guī)格的食物計算機(jī)尚在研究階段，哈珀期望開發(fā)出一項(xiàng)能夠控制倉庫大小的室內(nèi)環(huán)境的技術(shù)，以用于工業(yè)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)多種作物分區(qū)栽培，每種作物都達(dá)到其最佳生長條件。在設(shè)想中，食物數(shù)據(jù)中心的體量將占據(jù)整個工廠或某些大型建筑。

而三個等級的計算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的兼容性——在桌面原型大小的食物計算機(jī)中所開發(fā)的特定作物，其適宜生長條件可以擴(kuò)展到航運(yùn)集裝箱大小的食物服務(wù)器。

哈珀表示，“建立3種規(guī)格食物計算機(jī)的目的是實(shí)現(xiàn)個人、小規(guī)模和大規(guī)模農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化?！辈还苁鞘澄镉嬎銠C(jī)還是食物服務(wù)器，“開放農(nóng)業(yè)計劃”還開發(fā)了一個定制操作系統(tǒng)，界面則設(shè)計成游戲登陸界面，這樣人們在世界各地都能通過智能終端進(jìn)行控制，普通人也能嫻熟地對不同等級的計算機(jī)操作和掌握。

操作系統(tǒng)支持“回放”功能，當(dāng)一個生長周期結(jié)束后，用戶如果希望再次種植同一類植物時，只需點(diǎn)擊按鈕，就可重復(fù)當(dāng)前食譜。界面還支持“分享”功能，用戶可以將這些食譜與朋友分享，把自己心儀的食物“傳遞”給朋友。

截至目前，全球已經(jīng)擁有接近10臺食物計算機(jī)：麻省理工學(xué)院和波士頓地區(qū)的公立學(xué)校有六臺個人食物計算機(jī)，另外兩臺食物服務(wù)器分別位于麻省理工學(xué)院與墨西哥瓜達(dá)拉哈拉國立理工學(xué)院的高級科研中心。而“開放農(nóng)業(yè)計劃”的全球第一個食物數(shù)據(jù)中心，定于今年下半年在麻省理工學(xué)院附近建成。

未來的農(nóng)業(yè)圖書館

“開放農(nóng)業(yè)計劃”的最終目標(biāo)是讓世界擁有更多的農(nóng)民，并實(shí)現(xiàn)一個靈活、開放、具有高度響應(yīng)能力的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

如果食物數(shù)據(jù)中心成功投入運(yùn)行，這項(xiàng)技術(shù)能夠開辟在室內(nèi)倉庫化環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作的可能性，滿足高密集度的城市生活，維護(hù)糧食安全，以應(yīng)對未來氣候的不確定性及生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性?！霸诼槭±砉っ襟w實(shí)驗(yàn)室這個2米寬、9米長的玻璃箱里種植，這里作物每30天為一個循環(huán)周期，生長速度是正常狀態(tài)下的3～4倍，每次收獲大約可滿足300人的需求。

“開放農(nóng)業(yè)計劃”并不局限于成為一本農(nóng)業(yè)的“維基百科”，它還致力于成為一個開放式的博物館一一它的館藏核心為一個將自然環(huán)境輸入與作物分類輸出相匹配的綜合性數(shù)據(jù)庫，供科學(xué)家和種植者進(jìn)行研究。例如當(dāng)溫度、相對濕度、二氧化碳和氧氣濃度、水的酸堿性等參數(shù)的改變，與植物的表達(dá)，如顏色、大小、生長率、營養(yǎng)成分，會產(chǎn)生怎樣的關(guān)聯(lián)。通過對云數(shù)據(jù)的處理，進(jìn)一步優(yōu)化各種數(shù)據(jù)和算法，滿足種植者個性化的需求。

這個數(shù)據(jù)中心也將生產(chǎn)更多有利于改善都市人健康的食物。哈珀預(yù)測，“20年內(nèi)，醫(yī)生開出的藥方也可以通過食物計算機(jī)生產(chǎn)。醫(yī)生根據(jù)個人基因組和生活習(xí)慣，給出一些活性菌群。患者遵醫(yī)囑，在食物計算機(jī)中加入種子和活性菌，使用氣候配方，最后收獲改善健康狀況的有機(jī)食物?！?/p>

由于最新一代LED植物生長燈的效率急劇提升，越來越多的垂直農(nóng)場出現(xiàn)在世界各地，尤其是食物嚴(yán)重依靠進(jìn)口的日本，目前已經(jīng)有接近200個垂直農(nóng)場。不過哈珀承認(rèn)，與加利福尼亞或者墨西哥擁有成百上千公頃土地的農(nóng)場主相比，食物數(shù)據(jù)中心仍然在起步階段?！拔覀兊哪康牟皇翘娲匀画h(huán)境。人工環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，要想趕上傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還有5到10年的路要走?！?/p>

雖然尚未走向商業(yè)化，但“開放農(nóng)業(yè)計劃”已經(jīng)吸引了塔吉特（Target）集團(tuán)的關(guān)注。這家美國超市連鎖巨頭，將在未來15年投入食品生長、消費(fèi)變革模式的研究，而“開放農(nóng)業(yè)計劃”已經(jīng)被納入了研究資助的范圍。

在世界范圍內(nèi)，值得欣喜的一個轉(zhuǎn)變是，各國正在推動的第四次農(nóng)業(yè)革命，已經(jīng)從“孤軍作戰(zhàn)”轉(zhuǎn)向了“協(xié)同作戰(zhàn)”。與“開放農(nóng)業(yè)計劃”做法相吻合的是，開放數(shù)據(jù)被認(rèn)為是“擴(kuò)大農(nóng)業(yè)覆蓋范圍、使全球5000萬人擺脫貧困的最重要的方面”之一。

在2012年的八國集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人峰會上，決定通過一個全球性的平臺將其國家的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，與發(fā)展中國家的農(nóng)民、研究人員和決策者分享。這些數(shù)據(jù)，由美國政府部門制作并存儲，價值極高。將便于人類和機(jī)器更便利地找到、下載、閱讀及使用，不加任何格式限制”。美國總統(tǒng)奧巴馬表示：“創(chuàng)建一個平臺，以有效共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)和用以分析數(shù)據(jù)的工具，乃是人類與饑餓作斗爭的下一個關(guān)鍵步驟。”